How to design a 110kV intelligent substation-INNO

बुद्धिमान सबस्टेशनों के विकास के साथ, बुद्धिमान टर्मिनलों और विलय इकाई उपकरणों के प्रदर्शन और लाभों को व्यापक रूप से सत्यापित किया गया है, लेकिन कुछ समस्याएं भी सामने आई हैं, जैसे कि: विलय इकाइयों का अनुचित विन्यास सुरक्षा उपकरण संचालन की विश्वसनीयता को कम कर देता है, नमूनाकरण में देरी से संपूर्ण सुरक्षा समूह का कार्रवाई समय बढ़ जाता है, वगैरह. की एक तकनीकी योजना “पारंपरिक नमूनाकरण+GOOSE ट्रिपिंग” सुरक्षा उपकरणों के लिए 220 केवी और उससे ऊपर के इंटेलिजेंट सबस्टेशन प्रस्तावित किए गए हैं, जिसके निर्माण के लिए संदर्भ महत्व भी है 110 केवी बुद्धिमान सबस्टेशन.

1 सामान्य डिज़ाइन अवलोकन

राज्य ग्रिड बुद्धिमान सबस्टेशनों के लिए मॉड्यूलर निर्माण चित्रों के सामान्य डिजाइन में, 110 केवी सबस्टेशनों को अक्सर टर्मिनल लोड स्टेशनों के रूप में उपयोग किया जाता है, के मुख्य ट्रांसफार्मर पैमाने के साथ 2 इकाइयाँ और एकल बस खंडों की एक विशिष्ट योजना (एकल बस तीन खंडित) या भीतरी पुल (विस्तारित आंतरिक पुल) मुख्य वायरिंग के लिए. यह आलेख बसबार विलय इकाई के कॉन्फ़िगरेशन का विश्लेषण करने के लिए एक उदाहरण के रूप में आंतरिक पुल के मुख्य कनेक्शन फॉर्म का विस्तार करने की 110-ए3-3 योजना लेता है।.

1.1 सामान्य मर्ज इकाई विन्यास योजना

सामान्य डिज़ाइन योजना में, वोल्टेज और करंट सैंपलिंग की विधि को अपनाता है “पारंपरिक ट्रांसफार्मर+विलय इकाई”. प्रत्येक बसबार पीटी अंतराल एक बुद्धिमान टर्मिनल और एक विलय इकाई से सुसज्जित है; मर्जिंग इकाइयों के लिए दो एकीकृत बुद्धिमान टर्मिनल डिवाइस लाइनों और आंतरिक पुलों के बीच अंतराल पर स्थापित किए जाते हैं; मुख्य ट्रांसफार्मर के हाई-वोल्टेज पक्ष पर अंतराल पर एक बुद्धिमान एकीकृत उपकरण स्थापित किया जाता है; The intelligent cabinet of the main transformer is equipped with one intelligent terminal and two merging units. On the low-voltage side of the main transformer, each main incoming switchgear is equipped with two integrated intelligent devices. The low-voltage equipment has not changed in the scheme optimization, so no statistics will be made.

1.2 Voltage sampling logic relationship

According to the technical guidelines for intelligent substations, the line, inner bridge, main transformer protection device, SV, and GOOSE information follow the principle of “direct acquisition and direct jump”, and are transmitted point-to-point through optical cables. According to the final scale configuration of the general design scheme, the voltage sampling logic relationship of the protection equipment is shown in Figure 1.

ठोस रेखा केबल वायरिंग का प्रतिनिधित्व करती है, जबकि बिंदीदार रेखा ऑप्टिकल केबल या टेल केबल वायरिंग का प्रतिनिधित्व करती है. लाइन और मुख्य ट्रांसफार्मर के हाई-वोल्टेज साइड इंटरवल मर्जिंग यूनिट का वोल्टेज नमूना इसके माध्यम से प्रेषित होता है 9-2 बसबार विलय इकाई से प्रोटोकॉल कैस्केड, और इसे संबंधित लाइन सुरक्षा के लिए अग्रेषित किया जा सकता है, बिजली मीटर, मुख्य ट्रांसफार्मर अधिभार और उपयोग के लिए अन्य उपकरण. मुख्य ट्रांसफार्मर सुरक्षा का वोल्टेज नमूनाकरण, बैकअप स्वचालित स्विचिंग, और कम चक्र लोड शेडिंग डिवाइस सीधे बसबार मर्जिंग यूनिट से पॉइंट-टू-पॉइंट प्रसारित होते हैं.

समस्या विश्लेषण

स्मार्ट सबस्टेशनों में, यद्यपि कॉन्फ़िगरेशन विधि की विश्वसनीयता “पारंपरिक ट्रांसफार्मर+विलय इकाई” पहले की तुलना में काफी सुधार हुआ है “इलेक्ट्रॉनिक ट्रांसफार्मर+विलय इकाई” mode, सुरक्षा की समग्र विश्वसनीयता और measurement system has been reduced due to the increased software and hardware modules of the merging unit compared to traditional protection devices, and the increased risk of faults. इसके अलावा, the poor operating environment of on-site layout has led to a decrease in the overall reliability of the protection and measurement system. In the general design scheme of State Grid Intelligent Substation, the 110 kV substation is only equipped with 2 sets of busbar merging units according to the final scale, and each set of devices can simultaneously connect to 3 sets of busbar voltage. In this wiring scheme, when one set of merging units fails, it will cause an alarm of the 1/2 main transformer protection device in the station, as well as an alarm or lockout of backup automatic switching, measurement and control, metering and other devices, with a wide range of impact. Considering the risk of faults in busbar merging units, State Grid Corporation of China released the “Standardized Design Specification for Analog Input Merging Units and Intelligent Terminals in Intelligent Substations” में 2016, proposing a scheme of configuring one merging unit per busbar segment for single busbar three segmented connection in 110 केवी सबस्टेशन, as shown in Figure 1. There are still several issues in this plan: (1) When two main transformers are constructed in the first phase and expanded in the final phase, the merging units of each busbar configuration are simultaneously connected to three sets of busbar voltage, which requires corresponding busbar equipment to be powered off, increasing construction risks and technical difficulties. (2) The failure of a single busbar merging unit will cause at least 2 sets of main transformer protection devices to alarm, as well as other parts of protection measurement and control, automatic devices, electricity meters and other equipment to alarm or lock, and the impact range is still relatively large. (3) The sampling voltage from the busbar merging unit to the main transformer protection device and the cascade voltage to other interval merging units require a large number of optical cables (tail cables) to be connected.

Optimization plan

According to the final scale of the entire station, one conventional voltage parallel device will be installed in the 110 kV I and III bus voltage transformer PT control cabinets to achieve voltage parallel function between adjacent busbars. तीन बस खंडों के वोल्टेज को एकत्र करने के लिए II बस पीटी नियंत्रण कैबिनेट में दो बस विलय इकाइयाँ स्थापित की जाएंगी. लाइन पर दो एकीकृत बुद्धिमान उपकरण स्थापित किए गए हैं, inner bridge, और मुख्य ट्रांसफार्मर का हाई-वोल्टेज साइड अंतराल. मुख्य ट्रांसफार्मर बॉडी के इंटेलिजेंट कैबिनेट का मर्जिंग यूनिट कॉन्फ़िगरेशन रद्द कर दिया गया है, और तटस्थ बिंदु शून्य अनुक्रम और गैप करंट केबल के माध्यम से मुख्य ट्रांसफार्मर की उच्च-वोल्टेज साइड अंतराल विलय इकाई से जुड़े होते हैं. प्रक्रिया स्तर के उपकरण के लिए वोल्टेज नमूने का तार्किक संबंध उचित रूप से सरल बनाया गया है.

बस वोल्टेज केबल के माध्यम से लाइन और मुख्य ट्रांसफार्मर के हाई-वोल्टेज पक्ष से जुड़ा हुआ है, और बस विलय इकाई से कैस्केडिंग सर्किट रद्द कर दिया गया है. The main transformer protection voltage sampling is directly collected from the high-voltage side of the main transformer point to point. The sampling of public equipment such as backup automatic switching and low cycle load shedding can be directly collected from the merging unit of the II bus PT control cabinet. To reduce the impact range of faults in the merging unit, two bus merging units are set up, and the fiber optic interface is reasonably allocated to other public equipment for use.

Compared with the general design scheme, the advantages of this scheme are: (1) enhanced reliability of the interval layer protection measurement and control system. The bus voltage is connected to the line and the main transformer interval merging unit through cables, which increases the reliability of the circuit and can avoid the adverse effects of sampling and conversion caused by the bus merging unit, as well as device failures on the protection and measurement device of this interval. When a single merging unit fails within the interval, it will only cause an alarm for the single set of main transformer protection measurement and control device, and the range of fault impact will be reduced by half. (2) Simplify the busbar merging unit optical cable wiring. Compared with Figure 1, आकृति 2 shows that the configuration of protection and automatic devices remains unchanged. The number of process layer equipment (शामिल 2 conventional parallel devices) is reduced by 2, and the number of bus merging unit optical ports occupied is reduced from 22 को 7. (3) निर्माण सुविधाजनक है और III बसबार का विस्तार करते समय पावर आउटेज सीमा सीमित है. केवल II बसबार को बिजली कटौती में सहयोग करने की आवश्यकता है, I बसबार उपकरण को संशोधित किए बिना. (4) उपकरण खरीद लागत कम करें. बेहतर योजना प्रक्रिया परत उपकरणों की संख्या को कम कर देती है 2 इकाइयां, और की कीमत 2 पारंपरिक वोल्टेज समानांतर उपकरण मर्ज किए गए इकाई उपकरण की तुलना में काफी कम है, जिसके परिणामस्वरूप कुल लागत में कमी आई. When the 110 केवी उपकरण ऊर्जा मीटर को बुद्धिमान नियंत्रण कक्ष में रखा गया है, एनालॉग इनपुट मीटर का उपयोग किया जा सकता है, जो डिजिटल इनपुट मीटर से काफी सस्ता है और इंजीनियरिंग उपकरणों की लागत को और कम कर देता है.

कमियों में शामिल हैं: (1) बसबार नियंत्रण कैबिनेट में स्थापित उपकरणों की संख्या में वृद्धि. A3-3 योजना के लिए, मुख्य ट्रांसफार्मर के हाई-वोल्टेज साइड अंतराल और बसबार के पीटी अंतराल के लेआउट के विलय के कारण, बसबार नियंत्रण कैबिनेट को मुख्य ट्रांसफार्मर अंतराल विलय इकाई और बसबार विलय इकाई दोनों को स्थापित करने की आवश्यकता है, साथ ही बुद्धिमान टर्मिनल उपकरण भी. मूल सार्वभौमिक डिज़ाइन योजना के लिए प्रत्येक बसबार नियंत्रण कैबिनेट में तीन उपकरणों की स्थापना की आवश्यकता थी; अनुकूलन योजना की स्थापना की आवश्यकता है 4 I और III बस नियंत्रण कैबिनेट में उपकरण, और 5 द्वितीय बस नियंत्रण कैबिनेट में उपकरण. निर्माण के दौरान ड्राइंग डिजाइन, कैबिनेट का आकार बढ़ाने या जीआईएस कक्ष के अंदर एक सुरक्षात्मक स्क्रीन कैबिनेट स्थापित करने के लिए जीआईएस उपकरण निर्माता के साथ संवाद करना संभव है. (2) After the voltage circuit adopts cable connection to the line interval intelligent unit, additional cabinet wiring circuits and voltage air switches and other accessories will be added, but the quantity is not large and the circuit wiring is simple, which has little impact on the construction process.

The 110 kV intelligent substation is equipped with a conventional voltage parallel device, and the voltage sampling of the line and main transformer protection is connected to the corresponding interval merging unit through cables. This has obvious advantages in improving the overall reliability of the protection and measurement system and reducing the impact range of single merging unit faults on the protection device. एक ही समय पर, two busbar merging units are set up to collect the voltage of the 110 kV busbar separately, for use by other public equipment such as backup automatic switching, which can meet the technical characteristics of digital collection and data sharing in intelligent substations.